Jeśli jesteś studentem fizyki, jedną rzeczą, która może cię bardzo mylić, jest różnica między częstotliwością a częstotliwością kątową. Odsłońmy różnicę między tymi dwoma.

Częstotliwość odnosi się do liczby cykli, które są wykonywane w każdej sekundzie, podczas gdy częstotliwość kątowa mierzy kąty lub radiany wykonywane w każdej sekundzie.

Inną istotną różnicą jest to, że częstotliwość jest mierzona w hercach (Hz), podczas gdy częstotliwość kątowa jest mierzona w radianach/sekundę.

Bez częstotliwości nie byłoby muzyki, kolorów światła, radia czy promieniowania rentgenowskiego.

Jeśli jesteś zainteresowany poznaniem tych koncepcji z pomocą rzeczywistych przykładów, trzymaj się i czytaj dalej.

Określenie częstotliwości

Częstotliwość zdarzenia to liczba jego wystąpień w określonym czasie.

Okres czasu może być wyrażony w sekundach, godzinach, dniach lub latach. Hertz (Hz) jest jednostką miary częstotliwości; oznacza cykle na sekundę.

Na przykład, jeśli obiekt ukończy jedno koło w ciągu sekundy, jego częstotliwość wyniesie 1 herc, podczas gdy obiekt kończący dwa koła w ciągu sekundy będzie miał częstotliwość 2 Hz.

Przykład

Przyjrzyjmy się przykładowi prędkości zegara w pamięci RAM, aby lepiej zrozumieć pojęcie częstotliwości.

To właśnie prędkość cyklu zegara decyduje o wydajności procesora. Wydajność procesora poprawia się wraz ze wzrostem prędkości cyklu zegara.

Liczba cykli zegara na sekundę w procesorze działa na zasadzie pojęcia częstotliwości. Prędkość cykli na sekundę można mierzyć w trzech różnych jednostkach: hercach, megahercach i gigahercach.

1MHz=10000 Hz

1GHz=1000 MHz

Formuła

f=1/T

Definiowanie częstotliwości kątowej

Ustaliliśmy już, że częstotliwość to "liczba razy", kiedy dane zadanie jest mierzone w danym okresie czasu. Częstotliwość kątowa to "liczba kątów" (radianów) pokonywanych w jednostce czasu (sekundy).

Przykład

Rozważmy piłkę przymocowaną do stałego punktu za pomocą sznurka. Piłka, gdy jest poruszana, może poruszać się po okręgu o 360°. Liczba radianów, które piłka pokona w ciągu jednej sekundy, będzie uważana za jej częstotliwość kątową. I będzie mierzona w radianach (inna nazwa stopni) pokonanych w jednostce czasu.

Formuła

Wzór na częstotliwość kątową to:

ω=2π/T

Co to jest częstotliwość statystyczna?

Skoro rozmawiamy o częstotliwościach, to kolejnym ważnym pojęciem jest częstotliwość statystyczna. W statystyce częstotliwość definiuje się jako liczbę powtórzeń danej wartości w rozkładzie próbkowania.

Przykład

Oto przykład:

1, 2, 2, 2, 7, 5, 9, 9, 0, 0, 1, 5

• W powyższej tabeli utworzyłem 4 kolumny.
• Pierwsza kolumna składa się z numerów seryjnych.
• Druga kolumna nosi nazwę "X" zawierająca wszystkie wartości.
• W trzeciej kolumnie napisałem ile razy dana wartość się powtórzyła. Jak widać wartość "zero" powtarza się dwa razy, dlatego dwa to częstotliwość 0.
• Zobaczysz, że całkowita częstotliwość jest równa liczbie wartości w losowo rozłożonych danych.
• Czwarta i ostatnia kolumna zawiera skumulowaną częstotliwość. Pierwszą wartość częstotliwości zapisałem tak jak jest, następnie dodawałem kolejne wartości aż do ostatniej.

Częstotliwość a częstotliwość kątowa

Częstotliwość i częstotliwość kątowa to pojęcia opisujące szybkość ruchu. Pierwsza z nich mierzona jest w cyklach na sekundę, natomiast druga w radianach na jednostkę czasu.

• Kiedy są używane w tym samym kontekście, często są używane zamiennie. Na przykład karuzela obraca się raz na minutę, podczas gdy księżyc porusza się raz na 28 dni.
• Częstotliwość kątowa jest miarą przemieszczenia kątowego cząstki w danym czasie. Opisuje położenie kątowe cząstki poruszającej się po torze kołowym.
• Jednostką częstotliwości kątowej jest radian/sekundę, a symbolem częstotliwości kątowej jest omega (ω ).
• Oba terminy opisują ruch, ale częstotliwość kątowa jest częściej używana do celów naukowych.
• Częstotliwość jest pojęciem zbiorczym, natomiast częstotliwość kątowa jest rodzajem częstotliwości, jak wiele innych częstotliwości, które badamy w nauce.

W fizyce częstotliwość jest miarą szybkości drgań lub oscylacji.Częstotliwość jest równa częstotliwości drgań, tworząc falę.Na przykład, lina, która jest poruszana szybciej, generuje wyższą częstotliwość niż ta, która porusza się z wolniejszą prędkością.Podobnie, fale o wyższej częstotliwości są bardziej energetyczne niż fale o niższej częstotliwości.

Oto filmik rozróżniający częstotliwość i częstotliwość kątową.

Częstotliwość kątowa a prędkość kątowa

Częstotliwość kątowa i prędkość kątowa to pojęcia używane do opisu ruchu. Prędkość kątowa to prędkość ruchu, przy której obiekty zmieniają kierunek lub przyspieszają. Chociaż te dwa pojęcia są powiązane, nie zawsze są takie same.

Na przykład różnica między częstotliwością kątową a prędkością kątową nie jest tak znacząca jak między prędkością a czasem. W świecie nauki częstotliwość kątowa i prędkość kątowa są pojęciami pokrewnymi.

• Używane są do opisu ruchu układu; nie są jednak tym samym.
• Częstotliwość kątowa odnosi się do liczby kątów, które obiekt wykonuje w określonym czasie. Częstotliwość kątowa jest zwykle wyrażana w radianach na sekundę, podczas gdy prędkość kątowa to liczba stopni na sekundę.
• Częstotliwość kątowa to szybkość zmian przemieszczenia kątowego w czasie.W uproszczeniu oznacza to, że każda cząstka poruszająca się w układzie ma częstotliwość kątową.Nazywa się ją również okresem fali.Okres ten mierzy się w sekundach.
• Częstotliwość kątowa jest proporcjonalna do prędkości kątowej. Dla danego okresu czasu pewna częstotliwość kątowa jest równa jednemu obrotowi na sekundę.
• Jednakże, gdy częstotliwość kątowa jest zbyt duża, prędkość kątowa maleje. Jest to powód, dla którego ważne jest obliczenie częstotliwości kątowej układu przed użyciem jej w obliczeniach inżynierskich.

Wniosek

• W tym artykule rozróżniłem częstotliwość i częstotliwość kątową.
• Częstotliwość opisuje ile razy obiekt wibruje lub oscyluje w jednostce czasu.
• Częstotliwość kątowa to wielkość przesunięcia kątowego, jakiego doznaje składowa fali w jednostce czasu.
• Podobnie prędkość kątowa mierzy, jak szybko obiekt obraca się o określoną wartość w danym okresie czasu.
• Częstotliwość kątowa jest również znana jako częstotliwość radialna lub częstotliwość kołowa.